单片开关电源led驱动电路的设计
LED照明灯作为全新概念的固态光源，由于其发光效率高，绿色环保，使用寿命长等显著优点，又被称之为绿色光源。LED驱动电路的方式一般有两种：一是恒压驱动；二是恒流驱动。由于LED正向压降的任何变化都会导致流过LED电流的变化，从而影响亮度的变化。为此相对于恒压驱动器而言，恒流驱动器是更好的选择。 LED驱动器一般会采用开关电源，这是源于拥有体积小、效率高、使用方便，稳压范围宽等一系列特点。开关电源现已发展到集成度更高、可靠性更佳的单片开关电源。 本设计就是基于单片开关电源做的LED恒流驱动电路。在buck-boost电路基础上，合理的设计了开关电源的主电路、控制电路、保护电路以及负载电路。在设计电路中，主电路输出的直流大电压作为buck-boost电路的输入电源，控制电路中的LNK306芯片作为可控开关。为保证电路恒流输出，负载电路中采样电阻的电压经过光耦反馈给控制电路的反馈端，控制电路根据反馈信号大小对输出进行调节。保护电路很显然是为电路提供电路保护作用。
目 录
1.绪论 1
1.1 LED照明电路的应用 1
1.2 本课题研究的内容 2
2.单片开关电源及LED驱动电路 3
2.1开关电源的介绍 3
2.1.1 开关电源的基本内容 3
2.2.2 开关电源的三种拓扑电路 4
2.3单片开关电源介绍 7
2.3.1 单片开关电源的基本内容 7
2.3.2 单片开关电源芯片Lnk306pn基本内容 8
2.4 LED及驱动方式介绍 12
3.单片开关电源LED驱动电路的设计 15
3.1 设计要求与原理总图 15
3.2 主电路的设计 17
3.3 保护电路的设计 19
3.4 控制电路的设计 20
3.5 负载电路的设计 21
3.6 元器件清单 23
4.设计电路的调试 24
4.1电路实物图 24
4.2 实验结果分析 24
4.2.1电路中各个检测点电压波形及分析 24
4.2.2 电路测量数据表 29
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
5.总结与展望 31
5.1 本文工作总结 31
5.2 未来工作展望 31
参考文献 32
致谢 33
1.绪论
1.1 LED照明电路的应用
传统的照明灯有白炽灯、荧光灯、节能灯。其中廉价的白炽灯早已淘汰,原因就是它常工作时将大量的电能转换成热能，惟有极少部分转化成光能。不但如此，白炽灯内的钨丝在温度相对较高时很容易升华，升华到比较细时一通电就会因电流过大而烧毁，这些因素导致了白炽灯必将淘汰。第二个荧光灯它是利用管内的荧光物质吸收紫外光后发出可见光，相同功率下是比白炽灯效率高，但也只是2倍而已，仍然比较低。不仅如此，荧光灯生产和废弃后有汞污染，对环境造成严重破坏。第三个节能灯工作原理同荧光灯基本相同，优点有很多，节能和寿命上相对而言有很大的提高，但也有美中不足之处就是也有汞污染、价格昂贵。
LED照明灯的出现是人类历史上又一次的重大革命。从白炽灯、荧光灯、节能灯最后到LED照明灯，发光效率越来越高，LED技术现已成为21世纪最有发展前景的高新技术产业之一。从环境角度讲，LED还有一个重要的特点就是从生产、使用，到最后的报废都不会造成环境污染。
LED是一种将电能转换成光能的半导体器件，并且具备其他二极体（IN4007等）的特
性有正负极。通以直流电电流只能从正极流入，负极流出；若通以交流电，则会出现LED
灯闪烁的现象，闪烁的频率依交流电的频率而定。LED灯因为体积小、耗电低、寿命长、
无毒环保等诸多益处，LED灯具从室外装饰，工程照明，逐渐发展到家用照明。LED驱动
有两种方式：一是恒压驱动；二是恒流驱动。前者驱动方式在LED照明中因为不利于发光
管的稳定发光而不提倡使用，所以恒流驱动是LED照明电路中的首选驱动方式。
LED照明一般需要经过开关电源把交流电转换成稳定的脉动直流电压才能照明。用开关电源是因为它有众多的好处，比如功耗小、效率高、体积小、重量轻等众多的优点。但随着电力电子科学技术的发展，现已出现了一个集成度更高、体积更小、可靠性能更高、成本更低的单片开关电源。它的出现便引起了国内外电源界的普遍的关注，现在已发展成为了具有非常有好的发展前景和影响力的一项高新技术产品。由TOPSwitch之类芯片构成的电路多式多样，有隔离式、多路输出式、升压输出式、降压输出式、降压和升压混合输出式等类型的开关稳压电源。
LED在生产生活中得到了很好的利用，比如：手机、电脑上可以用作背光源、在数码相机上可以用作闪光灯、在太阳能上可以用作照明等等。
1.2 本课题研究的内容
本课题研究的主要内容是在buckboost电路基础上，如何利用芯片LNK306设计出恒流驱动电路。其中电路中使用的芯片它内部的自动复位启动电路在输出电路短路或开路的情况下可以将输出的功率限制在安全范围之内，减少了电路保护所需的一些器件和资金。本设计在保证恒流输出的同时，考虑如何提高电源利用率。
单片开关电源及LED驱动电路
内容提要:本章介绍单片开关电源及其LED驱动电路基本概念。其中重点讲了开关电源的
三种基本拓扑电路，单片开关电源芯片LNK306pn和LED驱动电路。
2.1开关电源的介绍
2.1.1 开关电源的基本内容
在开关电源未出现之前，线性电源在AV/DC转换电路中中被大量的运用，其中的原因
是电路简单、元器件用的少和经济适用。通常电路的主要结构是由变压器、桥式整流、电
容组成。一般电路中由变压器把交流电压降到合适的电压值，经过桥式整流输出直流电压，
再经过电容滤波输出一个直流电压，这个直流电压一般不是很稳定，有时会在电路中加入
调整器，最终得到的直流电压。同时，线性电源还是有很多缺点的，只适用降压、体积大，
效率低等等，直到开关电源的出现问题才迎刃而解。
开关电源的全名叫开关稳压电源，是一种电源形态转换成另一种形态的电源。它是利
用现代电力电子技术，通过控制管通断时间比例来输出稳定电压的一种电源，优点有很多，
比如高效率、功耗小、稳压范围宽、滤波的效率大为提高，电路形式灵活多样等等。电源的应用领域广泛，有通信、仪器仪表、工业自动化、航空航天、家用电器等领域。
一般而言开关电源主要是由主电路和控制电路两大部分组成。如图21所示，那是一典
型AC/DC 开关电源系统框图。显而易见，AC/DC开关电源系统可以分为四大块：前后两端
的输入输出电路，中间变换和控制电路。输入电路是由滤波电路、浪涌抑制电路，整流电
目 录
1.绪论 1
1.1 LED照明电路的应用 1
1.2 本课题研究的内容 2
2.单片开关电源及LED驱动电路 3
2.1开关电源的介绍 3
2.1.1 开关电源的基本内容 3
2.2.2 开关电源的三种拓扑电路 4
2.3单片开关电源介绍 7
2.3.1 单片开关电源的基本内容 7
2.3.2 单片开关电源芯片Lnk306pn基本内容 8
2.4 LED及驱动方式介绍 12
3.单片开关电源LED驱动电路的设计 15
3.1 设计要求与原理总图 15
3.2 主电路的设计 17
3.3 保护电路的设计 19
3.4 控制电路的设计 20
3.5 负载电路的设计 21
3.6 元器件清单 23
4.设计电路的调试 24
4.1电路实物图 24
4.2 实验结果分析 24
4.2.1电路中各个检测点电压波形及分析 24
4.2.2 电路测量数据表 29
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5.总结与展望 31
5.1 本文工作总结 31
5.2 未来工作展望 31
参考文献 32
致谢 33
1.绪论
1.1 LED照明电路的应用
传统的照明灯有白炽灯、荧光灯、节能灯。其中廉价的白炽灯早已淘汰,原因就是它常工作时将大量的电能转换成热能，惟有极少部分转化成光能。不但如此，白炽灯内的钨丝在温度相对较高时很容易升华，升华到比较细时一通电就会因电流过大而烧毁，这些因素导致了白炽灯必将淘汰。第二个荧光灯它是利用管内的荧光物质吸收紫外光后发出可见光，相同功率下是比白炽灯效率高，但也只是2倍而已，仍然比较低。不仅如此，荧光灯生产和废弃后有汞污染，对环境造成严重破坏。第三个节能灯工作原理同荧光灯基本相同，优点有很多，节能和寿命上相对而言有很大的提高，但也有美中不足之处就是也有汞污染、价格昂贵。
LED照明灯的出现是人类历史上又一次的重大革命。从白炽灯、荧光灯、节能灯最后到LED照明灯，发光效率越来越高，LED技术现已成为21世纪最有发展前景的高新技术产业之一。从环境角度讲，LED还有一个重要的特点就是从生产、使用，到最后的报废都不会造成环境污染。
LED是一种将电能转换成光能的半导体器件，并且具备其他二极体（IN4007等）的特
性有正负极。通以直流电电流只能从正极流入，负极流出；若通以交流电，则会出现LED
灯闪烁的现象，闪烁的频率依交流电的频率而定。LED灯因为体积小、耗电低、寿命长、
无毒环保等诸多益处，LED灯具从室外装饰，工程照明，逐渐发展到家用照明。LED驱动
有两种方式：一是恒压驱动；二是恒流驱动。前者驱动方式在LED照明中因为不利于发光
管的稳定发光而不提倡使用，所以恒流驱动是LED照明电路中的首选驱动方式。
LED照明一般需要经过开关电源把交流电转换成稳定的脉动直流电压才能照明。用开关电源是因为它有众多的好处，比如功耗小、效率高、体积小、重量轻等众多的优点。但随着电力电子科学技术的发展，现已出现了一个集成度更高、体积更小、可靠性能更高、成本更低的单片开关电源。它的出现便引起了国内外电源界的普遍的关注，现在已发展成为了具有非常有好的发展前景和影响力的一项高新技术产品。由TOPSwitch之类芯片构成的电路多式多样，有隔离式、多路输出式、升压输出式、降压输出式、降压和升压混合输出式等类型的开关稳压电源。
LED在生产生活中得到了很好的利用，比如：手机、电脑上可以用作背光源、在数码相机上可以用作闪光灯、在太阳能上可以用作照明等等。
1.2 本课题研究的内容
本课题研究的主要内容是在buckboost电路基础上，如何利用芯片LNK306设计出恒流驱动电路。其中电路中使用的芯片它内部的自动复位启动电路在输出电路短路或开路的情况下可以将输出的功率限制在安全范围之内，减少了电路保护所需的一些器件和资金。本设计在保证恒流输出的同时，考虑如何提高电源利用率。
单片开关电源及LED驱动电路
内容提要:本章介绍单片开关电源及其LED驱动电路基本概念。其中重点讲了开关电源的
三种基本拓扑电路，单片开关电源芯片LNK306pn和LED驱动电路。
2.1开关电源的介绍
2.1.1 开关电源的基本内容
在开关电源未出现之前，线性电源在AV/DC转换电路中中被大量的运用，其中的原因
是电路简单、元器件用的少和经济适用。通常电路的主要结构是由变压器、桥式整流、电
容组成。一般电路中由变压器把交流电压降到合适的电压值，经过桥式整流输出直流电压，
再经过电容滤波输出一个直流电压，这个直流电压一般不是很稳定，有时会在电路中加入
调整器，最终得到的直流电压。同时，线性电源还是有很多缺点的，只适用降压、体积大，
效率低等等，直到开关电源的出现问题才迎刃而解。
开关电源的全名叫开关稳压电源，是一种电源形态转换成另一种形态的电源。它是利
用现代电力电子技术，通过控制管通断时间比例来输出稳定电压的一种电源，优点有很多，
比如高效率、功耗小、稳压范围宽、滤波的效率大为提高，电路形式灵活多样等等。电源的应用领域广泛，有通信、仪器仪表、工业自动化、航空航天、家用电器等领域。
一般而言开关电源主要是由主电路和控制电路两大部分组成。如图21所示，那是一典
型AC/DC 开关电源系统框图。显而易见，AC/DC开关电源系统可以分为四大块：前后两端
的输入输出电路，中间变换和控制电路。输入电路是由滤波电路、浪涌抑制电路，整流电
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